납(lead)의 인체영향

납 (lead, 원소기호 Pb, Plumbum)

납은 푸른색 또는 은회색의 연한 금속으로, 인간이 오래전부터 사용해 오던 금속이다. 휘발유, 페인트, 납땜 등 다양한 용도로 사용되었으나, 1970년대 이후 납과 어린이 신경발달장애와의 연관성이 밝혀지며 점차 사용이 중단되었다. 예전엔 납이 포함된 휘발유(유연 휘발유)에 대비되는 개념으로, 납이 없는 무연 휘발유라는 용어를 사용했으나, 1993년 이후로 유연 휘발유가 금지되면서 무연 휘발유만 유통되고 있다. 

 

노출  및 약동학

노출 경로 및 흡수

직업적으로, 구조물의 용접 및 절단, 납땜 등의 작업을 하는 노동자가 납에 노출될 수 있

다. 고온의 작업 과정을 하는 동안 납 증기가 생성되며, 이를 흡입함으로써 노출된다. 반면, 일반인에게 가장 중요한 납 노출원은 물과 음식을 통한 경구섭취이다. 특히 어린이들은 무의식적으로 손을 입에 가져가는데, 놀이터나 장난감 등으로부터 금속에 노출될 수 있다. 위장관을 통한 경구섭취 시 납의 흡수율은 어린이는 42%로 매우 높으며, 성인은 5~15%이다. 따라서  어린이에게 더 민감하게 작용한다. 과거에는 페인트나, 유연 휘발유로 인해 호흡기를 통해 노출되는 경우가 많았으나, 현재는 규제로 인하여 노출이 감소되는 추세이다. 호흡을 통한 흡수 시 30~40%의 흡수율을 보인다.

체내 분포

혈액 중으로 흡수된 납은, 99% 이상이 적혈구에 결합된다. 따라서 1% 미만의 비결합형 납이 각종 체내 조직으로 이행된다. 초기에는 간, 신장등에 분포되었다가, 이후 골격등으로 재분포된다. 혈액에서의 반감기는 30일에 불과하나, 골격의 반감기는 20년 이상으로, 나이가 많아질수록 점점 골격에 축적되어 체내 총 납 부담(body burden)이 증가하게 된다. 

뇌-혈액관문(BBB, brain-blood barrier)으로 인하여, 뇌로 분포하는 납의 양은 비교적 적다. 그러나, 소아의 경우는 BBB가 미숙하기 때문에 성인에 비해 비교적 높은 농도로 뇌에 분포될 수 있다. 

흡수된 납은, 주로 신장을 거쳐 소변으로 배설된다. 담즙이나, 소화관 벽에서 직접 배설되는 경우도 있으나 그 양은 적다. 미량으로 땀, 체모, 유즙을 통해서도 배설되기도 한다. 특히 유즙으로 배설은 유아의 납중독의 원인이 될 수 있다.  

독성

신경 독성

고농도의 납 노출에 의해 소아에게 나타날 수 있는 가장 심각한 독성은 연뇌증(lead encephalopathy)으로, 혈중 납동도 70㎍/dl 이상에서 증후가 나타난다. 뇌혈관벽 투과성 항진에 의한 뇌부종, 뇌압 상승에 의한 두통, 구토, 경련, 식욕부진, 현기증이 관찰된다. 더욱 진전되면 의식 불명 및 사망까지 이를 수 있고, 치유 후에도 간질 발작, 정신박약, 시력상실 같은 시신경 장해 후유증 등이 남을 수 있다. 또한 어린이에게는 지능지수(IQ)에도 영향을 끼칠 수 있다. 혈중 납 농도 5~ 35㎍/dl 사이에서, 농도가  1㎍/dl 씩 증가할 때마다 IQ가 2~4 정도가 저하된다는 보고가 있었다. 

 성인에게 나타나는 납의 대표적인 독성은 말초신경장해(peripheral neuropathy)이다. 신경세포에서 부분적인 탈수초화(demyelination)와 축색돌기(axon) 퇴화로 인한 운동신경 기능이 손상되어, 손목이나 발목의 하수증(foot drop, wrist drop)이 나타날 수 있다. 과거 페인트 작업 등 납 노출이 많은 작업자에게 많이 나타났으나 현재는 거의 사라졌다.

빈혈

납은 적혈구의 수명을 단축시키고, heme의 생합성도 저해하여 빈혈을 유발한다. Heme은 헤모글로빈에 존재하는데, heme의 합성 경로 중에 있는 2가지 효소 - ALAD(δ-aminolevulinic acid 탈수효소)와 heme합성효소(heme synthase 또는 ferrochelatase) -를 납이 강하게 저해한다. 그 결과 헤모글로빈의 합성이 억제되며 빈혈증상이 나타난다. 

적혈구 수명 단축은, 적혈구의 세포막이 깨지기 쉽게 되면서 일어난다. 납은 Na/K-dependent ATPase와 5-nucleotidase의 효소활성을 저해함으로써 세포막이 약해진다. 

 

발암성

무기납은 IARC에서 분류한 class 2A(Probably carcinogenic to humans)이다. 직접적인 유전독성을 유발하지는 않는 것으로 보인다. 현재까지 추정되는 발암 기전은 DNA 합성 및 수복 저해, 활성산소의 생성, DNA결합 단백질과의 반응, 이상유전자 발현등으로 보인다. 반면 유기납은 class 3(Not classifiable as to its carcinogenicity to humans)로 분류된다.